## RANCANG BANGUN PROTOTIPE ALAT MONITORING TEGANGAN, ARUS, DAYA, DAN SUHU PADA TRANSFORMATOR DISTRIBUSI BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT)
Siti Fatmalia Tuanany 1) , Elisabeth T. Mbitu 2) , Marselin Jamlaay 3)
1,2,3) Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Ambon
1) fatmaliatuanany1@gmail.com, 2) elisabethtansianambitu@gmail.com, 3) marselin90@gmail.com

## 1. PENDAHULUAN
Transformator  memiliki  peran  yang  penting dalam  penyaluran  energi  listrik  karena  berfungsi menaikkan  dan  menurunkan  tegangan  pada  sistem tenaga  listrik.  (Zuhal,  2000).  Salah  satu  contoh gangguan  yang  sering  terjadi  pada  transformator distribusi yaitu arus lebih yang disebabkan oleh beban lebih/ overload .  Gangguan  yang  terjadi  ini  dapat menurunkan  kinerja  pada  transformator  sehingga menyebabkan kegagalan pada sistem distribusi tenaga listrik.  Untuk  menjaga  kinerja  transformator  maka perlu dilakukan pemeliharaan transformator. Pemeliharaan yang dilakukan berupa pemantauan dan pengukuran  pada  transformator  distribusi.  Namun,
pada  kondisi  tertentu  gangguan  pada  transformator terlambat untuk dideteksi dikarenakan posisi transformator  kadang  sulit  dijangkau.  Berdasarkan keterbatasan  tersebut  maka  diperlukan  adanya monitoring  pada  transformator  dari  jarak  jauh  untuk meningkatkan efisiensi serta dapat mengetahui kondisi transformator secara real-time . Monitoring transformator  jarak  jauh  menggunakan  jaringan internet  untuk  memantau  besar  tegangan,  arus, pemakaian daya, serta suhu transformator.
Penelitian rancang bangun prototipe alat monitoring suhu pada tranformator distribusi berbasis IOT telah dilakukan oleh sejumlah Peneliti, diantaranya oleh Suprapto, (2019). Pada penelitian ini,

## ABSTRACT
Transformers play a very important role in the distribution of electrical energy because they function to increase and  decrease  voltage.  Therefore,  maintenance  in  the  form  of  monitoring  and  measurement  on  distribution transformers  is  necessary  to  maintain  their  performance.  However,  under  certain  conditions,  faults  in transformers are detected late because their locations are sometimes difficult to reach. Based on these limitations, remote monitoring of transformers is needed to improve efficiency and to know the condition of the transformer in real-time. The aim of this research is to design and build a prototype device that can monitor voltage, current, power,  and  temperature  on  distribution  transformers  in  real-time  using  IoT.  The  research  method  used  is  an experimental method with research stages including literature study and observation, prototype design, collection of  tools  and  materials,  construction  of  the  device  and  program,  and  prototype  testing.  The  monitoring  device prototype  is  also  equipped  with  a  temperature  sensor  that  will  provide  a  hazard  notification  if  the  temperature exceeds 40°C. The monitoring device readings will be displayed on the device's LCD and the Blynk application on a smartphone. The test results show that the monitoring device prototype works well. Comparison with digital measuring instruments shows a voltage measurement difference of 0.02%, a current measurement difference of 0.04%, and a power measurement difference of 0.03%.

## ABSTRAK
Transformator  memiliki  peran  yang  sangat  penting  dalam  penyaluran  energi  listrik  hal  ini  dikarenakan transformator  berfungsi  untuk  menaikkan  dan  menurunkan  tegangan.  Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan pemeliharaan berupa pemantauan dan pengukuran pada transformator distribusi hal ini dilakukan untuk menjaga kinerja  transformator.  Namun,  pada  kondisi  tertentu  gangguan  pada  transformator  terlambat  untuk  dideteksi dikarenakan  posisi  transformator  kadang  sulit  dijangkau.  Berdasarkan  keterbatasan  tersebut  maka  diperlukan adanya  monitoring  pada  transformator  dari  jarak  jauh  untuk  meningkatkan  efisiensi  serta  dapat  mengetahui kondisi  transformator  secara real-time .  Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  merancang  dan  membangun  sebuah prototipe alat yang dapat memonitoring tegangan, arus, daya , dan suhu pada transformator distribusi secara real- time dengan memanfaatkan IOT. Metode penelitian ini adalah metode eksperimental dengan tahapan penelitian yaitu  studi  literatur  dan  observasi,  perancangan  prototipe,  pengumpulan  alat  dan  bahan,  pembuatan  alat  dan program,  dan  pengujian  prototipe.  Prototipe  alat  monitoring  juga  dilengkapi  dengan  sensor  suhu  yang  akan memberikan  notifikasi  bahaya  apabila  suhu  melebihi  40 0 C.  Nilai  pembacaan  alat  monitoring  akan  ditampilkan pada  LCD  alat  dan  aplikasi  Blynk  pada  smartphone.  Hasil  pengujian  menunjukan  bahwa  prototipe  alat monitoring yang dibuat dapat bekerja dengan baik. Perbandingan dengan alat ukur digital memperlihatkan nilai perbedaan  pengukuran  tegangan  sebesar  0.02%,    pengukuran  arus  sebesar  0.04%  dan  pengukuran  daya  yaitu 0.03%.
Kata kunci : transformator distribusi; alat monitoring; Internet Of Things (IOT); Blynk
mampu  mengatasi  permasalahan  terjadinya  overload pada  transformator  dengan  bantuan  IOT.  Sistem  ini telah  menggunakan  modul  GSM  SIM800L  dalam proses  pengiriman  data  ke  Web.  Namun,  masih mengalami  kendala  yaitu  sering  terjadi  keterlambatan waktu  saat  sistem  melakukan  pengiriman  data  ke Web.  Selain  itu,  Madjid  &  Suprianto  (2019)  telah merancang  prototipe  alat  untuk  monitoring  arus  dan suhu  pada  transformator  distribusi,  tetapi  hasil  yang ditampilkan  belum  lengkap  karena  tidak  dapat memonitoring parameter tegangan dan daya. Penelitian  selanjutnya  oleh  Adam,  Amri,  H.,  & Miswan (2019) untuk perancangan  sistem monitoring arus  dan  tegangan  menggunakan  SMS  gateway. Penelitian  ini  membuat  sistem  monitoring  yang mampu  mengukur  arus  dan  tegangan,  namun  masih menggunakan  GSM  SIM  800L  dengan  berbasis  SMS Gateway  dan  mengalami  kendala  dalam  keterbatasan menangkap  sinyal.  Penelitian  oleh  Sandi,  dkk.  (2020) yakni  perancangan  pemonitor  Transformator  Daya menggunakan Mikrokontroler secara wireless. Penelitian ini mengimplementasikan sistem monitoring  transformator  distribusi  dengan  berbasis IOT.  Sistem  ini  mampu  memonitoring  parameter suhu,  tegangan,  daya  dan  arus.  Tetapi,  masih mengalami  kendala  pada  proses  pengiriman  datanya karena  menggunakan  modul  Bluetooth  sehingga jangkauan  pengiriman  dan  penerimaan  data  sangat terbatas.  Pada  tahun  2022,  Zulfitra  melakukan penelitian  untuk  membangun  prototype  monitoring ketidakseimbangan beban pada trafo distribusi dengan system  IoT.  Penelitian  ini  mampu  memonitoring ketidakseimbangan beban pada transformator distribusi  sehingga  dapat  membantu  mengatasi masalah  overload.  Namun,  sensor  arus  SCT  013-000 memerlukan perbaikan akurasi agar memenuhi standar error alat  ukur.
Berdasarkan kajian terhadap penelitian terdahulu tersebut,  maka  Penulis  dalam  penelitian  ini  akan merancang dan  membangun  prototipe alat  monitoring arus,  daya  dan  suhu  pada  transformator  dengan menggunakan  system Internet  Of  Things (IOT) berbasis WiFi.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Transformator Distribusi Transformator distribusi berperan dalam menyalurkan tenaga listrik dari tegangan menengah ke tegangan  rendah  yang  dapat  dipakai  konsumen. Transformator pada jaringan distribusi yang digunakan di indonesia, yaitu spesifikasi 20 kV – 400 V untuk transformator tiga fasa dan spesifikasi 20 kV / √3 – 231 V untuk transformator satu fasa.
Berbagai operasi dan gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi dapat menurunkan kinerja transformator  dan  bahkan  menyebabkan  kerusakan. Penyebab  kerusakan  transformator  distribusi  yang paling  umum  adalah  pembebanan  berlebih  dan ketidakseimbangan  beban.  Ketidakseimbangan  beban merupakan  penyebab  yang  tidak  dapat  diantisipasi oleh  alat  proteksi,  sehingga  diperlukan  pemantauan
arus  yang  mengalir  pada  setiap  fasa  transformator distribusi ( Soedjarwanto, N., & Nama, G. F., 2019). 2.2. Internet Of Things (IOT)
IOT  merupakan  perkembangan  teknologi  yang menjanjikan  IOT  dapat  mengoptimalkan  kehidupan dengan sensor sensor cerdas dan benda yang memiliki jaringan dan bekerjasama dalam internet.
Cara  kerja  dari  IOT  yaitu  setiap  benda  harus memiliki sebuah alamat Internet Protocol (IP) dimana alamat  Internet  Protocol  (IP)  dalam  benda-benda tersebut  akan  dikoneksikan  ke  jaringan  internet. Teknologi  IoT  bisa  digunakan  untuk  kebutuhan pemantauan, pengendalian, dan otomatisasi ( Soedjarwanto, N., & Nama, G. F., 2019).

## 2.3. Sensor PZEM-004T
PZEM-004T  adalah  sebuah  modul  elektronik yang berfungsi untuk  mengukur tegangan, arus, daya, frekuensi, energi dan power factor .
Sensor  PZEM-004T  adalah  modul  sensor elektronik  yang  berfungsi  untuk  mengukur  arus, tegangan,  frekuensi,  daya,  energi,  serta  faktor  daya. Sensor  ini  juga  dilengkapi  dengan  CT  yang  sudah terintegrasi (Syhari, A., & Bintoro, A., 2023). Bentuk fisik sensor PZEM 004T ditunjukan pada Gambar 1.
Sumber:Muharam, F. A., 2024
Gambar 1. Sensor PZEM 004T dengan CT Split Core

## 2.4. Sensor Suhu DS18B20
Sensor  Suhu  DS18B20  adalah  sebuah  sensor suhu  digital  one  wire  atau  hanya  membutuhkan  1  pin jalur  data  komunikasi.  DS18B20  memiliki  12-bit ADC internal dan sangat presisi dalam pengukurannya terhadap suhu (Huda, M. B. R., & Kurniawan, W. D. (2022).

## 2.5 Modul ESP32
ESP32  merupakan  sebuah  mikrokontroler  yang dikenalkan  oleh  Espressif  System  (Widyatmika, 2021). Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh ESP32 adalah  sudah  terdapat  WiFi  dan  Bluetooth  di dalamnya, yang akan sangat mempermudah pembuatan  sistem  IOT  yang  memerlukan  koneksi wireless .

## 2.6. Blynk
Aplikasi  Blynk  adalah  platform  untuk  IOS  atau ANDROID yang digunakan untuk mengendalikan dan mengontrol modul Arduino, ESP, Rasbery Pi, Wemos
dan  modul  sejenisnya  melalui  jaringan  internet (Artiyasa  et  al.,  2021).  Aplikasi  ini  mampu mengontrol perangkat keras dari jarak jauh.

## 3. METODOLOGI
Penelitian  ini  menggunakan  metode Riset  and Development yaitu  suatu  metode  yang  digunakan untuk  mengembangkan  suatu  model  alat  tertentu berdasarkan proses penelitian. Tahapan-tahapan dalam penelitian ini dijelaskan pada Gambar  2. Perancangan dilakukan  pada  dua  bagian  yakni  perancangan perangkat keras dan perangkat lunak sistem monitoring.
Sumber: Tuanany, S., 2023 Gambar 2. Prosedur Kerja Penelitian

## 3.1 Perancangan Sistem
Diagram blok pada prototipe alat  monitoring transformator  distribusi  ini  terdiri  dari  empat  bagian, yaitu    blok  input  (masukan),  blok  proses,  blok  output (keluaran), dan blok catu daya. Gambar 3 menunjukan diagram  blok  prototipe  alat  monitoring  transformator distribusi.
Sumber: Tuanany, S., 2023
Gambar 3. Rangkaian Elektronika Perancangan Prototipe Alat

## 3.2 Perancangan Perangkat Lunak
Perangkat  lunak  yang  digunakan  dalam perancangan  prototipe  alat  monitoring  ini  adalah Arduino  IDE  dan  aplikasi  Blynk.  Arduino  IDE digunakan  untuk  membuat  pemograman  pada  ESP32. Aplikasi  Blynk  digunakan  untuk  menampilkan  data hasil  monitoring  transformator  distribusi  secara  real- time  dari  jarak  jauh  melalui  jaringan  WiFi.  Diagram alir perancangan software ditunjukkan pada Gambar 4.
Sumber: Tuanany, S., 2023
Gambar 4. Diagram alir perancangan perangkat lunak
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1  Hasil  Perancangan  Prototipe  Alat  Monitoring Tegangan,  Arus,  Daya  dan  Suhu  Pada Transformator Distribusi Dengan Berbasis IOT
Skema rangkaian alat monitoring yang dirancang dapat dilihat pada Gambar 5.
Sumber: Tuanany, S., 2023
Gambar 5. Rangkaian Elektronika Perancangan Prototipe Alat
Bentuk  fisik  alat  monitoring,  sebagai  hasil  dari perancangan ditunjukan pada Gambar 6.
Sumber: Tuanany, S., 2023 Gambar 8. Prototipe Alat ( Hardware ) 4.2. Hasil Perancangan Perangkat Lunak ( Software)
Perangkat  lunak  atau  aplikasi  yang  digunakan pada prototipe alat monitoring transformator distribusi ini  adalah  Blynk.  Aplikasi  ini  dapat  diakses  melalui perangkat Android/IOS. Tampilan aplikasi Blynk hasil perancangan dapat dilihat pada Gambar 6.
Sumber: Tuanany, S., 2023 Gambar 9. Interface Blynk
4.3. Pengujian Sebelum melakukan pengujian, dilakukan penginputan  program  yang  telah  dibuat  dengan menggunakan software Arduino IDE. Program diinput pada  mikrokontroller  (ESP32)  yang  terdapat  pada prototipe alat.
4.3.1. Pengujian Prototipe Alat Monitoring
Transformator  Distribusi  ( Hardware dan Software )  Pada  Papan Trainer Simulasi Transformator  3  Fasa  dan  Transformator UPS.
Pengujian  prototipe  alat  ini  dilakukan  selama kurang lebih 30 menit dengan 5 kali pengambilan data pada masing-masing fasa dengan beban yang berubah- ubah guna untuk mengetahui kemampuan serta tingkat keakuratan dari prototipe alat.
Sumber: Tuanany, S., 2023
Gambar 11. Proses Pengujian Prototipe Alat
1) Pengujian Sensor PZEM-004T
Sensor  PZEM-004T  digunakan  untuk  mengukur tegangan,  arus,  dan  saya  pada  masing-masing  fasa. Data  hasil  pengujian  dari  sensor  ini  adalah  sebagai berikut:

## Tabel 1. Hasil Pengukuran Sensor PZEM-004T
Beban Fasa Alat Ukur Digital LCD
V I P V I P Rheostat 470 Ω / 300 W Max
0,79 A R 112 0,46 51,5 111,3 0,48 53,0 111 0,53 58,8 111,1 0,55 60,6 111 0,54 59,9 111,0 0,55 60,5 111 0,55 61,1 110,9 0,56 62,6 111 0,60 66,6 110,8 0,62 68,3
S
111 0,55 61,1 111,1 0,56 61,9 111 0,64 71,0 110,5 0,65 71,4 111 0,64 71,0 110,6 0,65 71,7 111 0,67 74,4 110,3 0,69 75,6 111 0,67 74,4 110,4 0,69 75,7 T
110 0,55 60,5 111,2 0,56 61,8 109 0,55 60,0 111,1 0,56 61,6 110 0,55 60,5 111,0 0,56 61,6 109 0,59 64,3 110,8 0,60 66,0 109 0,62 67,6 110,5 0,63 69,9 Sumber: Tuanany, S., 2023 Berdasarkan data hasil pengukuran yang didapatkan,  dengan  membandingkan  nilai  parameter (V,  I,  dan  P)  yang  terukur  pada  alat  ukur  digital  dan LCD  maka  didapatkan  nilai error dari  sensor  PZEM- 004T yang ditentukan dengan menggunakan persamaan 1:
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (%) = | 𝑥−𝑦 𝑥 | 𝑥100% …...............…….……(1)
Keterangan persamaan 1 x = Nilai yang terukur di Alat Ukur Digital Papan Trainer Simulasi Transformator 3 Fasa
y = Nilai yang terukur di LCD dan Blynk Data error pengukuran  dapat  dilihat  sebagai berikut:
Tabel 2. Error Pengukuran Sensor PZEM-004T
Beban Fasa Error Pengukuran (%) Alat Ukur Digital dan LCD V (V) I (A) P (W) Rheostat 470 Ω / 300 W
Max 0,79 A
R 0,01 % 0,04 % 0,03 % 0,00 % 0,04 % 0,03 % 0,00 % 0,02 % 0,01 % 0,00 % 0,02 % 0,03 % 0,00 % 0,03 % 0,03 % S 0,00 % 0,02 % 0,01 % 0,00 % 0,02 % 0,01 % 0,00 % 0,02 % 0,01 % 0,01 % 0,03 % 0,02 % 0,01 % 0,03 % 0,02 % T 0,01 % 0,02 % 0,02 % 0,02 % 0,02 % 0,03 % 0,01 % 0,02 % 0,02 % 0,02 % 0,02 % 0,03 % 0,01 % 0,02 % 0,03 %
Sumber: Tuanany, S., 2023
Berdasarkan  perbandingan  hasil  pengukuran parameter  (V,  I,  dan  P)  antara  modul  digital  dengan LCD  prototipe  maka  diperoleh  hasil  bahwa  sensor PZEM-004T layak digunakan.

## 2) Pengujian Sensor Suhu DS18B20
Sensor  suhu  DS18B20  akan  ditempelkan  pada bodi  transformator  UPS  untuk  dapat  mengukur  suhu pada transformator. Hasil pengukuran yang didapatkan  oleh  sensor  suhu  DS18B20  ditampilkan pada  aplikasi  Blynk  pada  layar  handphone.  Hasil pengukuran ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Sensor Suhu DS18B20
Tegangan Suplai (V) Transformator UPS Tampilan Suhu BLYNK (°C) Indikator 216 V 31,75 Lampu Hijau ON 32,00 Lampu Hijau ON 32,31 Lampu Hijau ON 34,13 Lampu Hijau ON 33,94 Lampu Hijau ON 34,06 Lampu Hijau ON 35,50 Lampu Kuning ON 35,94 Lampu Kuning ON 36,31 Lampu Kuning ON 36,63 Lampu Kuning ON 37,19 Lampu Kuning ON 39,50 Lampu Kuning ON 23,44 Lampu Merah ON 23,50 Lampu Merah ON 23,50 Lampu Merah ON 41,50 Lampu Merah ON 41,81 Lampu Merah ON
Sumber: Tuanany, S., 2023
Berdasarkan data pada Tabel 3, diperoleh bahwa hasil  pengukuran  suhu  yang  terukur  pada    Blynk sesuai dengan batas suhu yang telah diatur dan lampu indikator (pilot lamp) bekerja (ON)
5. PENUTUP

## 5.1.   Kesimpulan
1) Prototipe  alat  monitoring  transformator  distribusi dapat  membaca  dan  mengukur  nilai  tegangan, arus, daya, dan suhu dengan nilai error yang tidak lebih  dari  10%  dimana  nilai  error  maksimum yang  didapatkan  untuk  pengukuran  tegangan yaitu  0,02%,  pengukuran  arus  yaitu  0,04%,  dan pengukuran daya yaitu 0,03%.
2) Sistem  monitoring  dengan  berbasis  Internet  Of Things (IOT) bekerja  dengan baik sehingga data monitoring yang terbaca pada LCD  prototipe alat dapat ditampikan pada aplikasi Blynk

## DAFTAR PUSTAKA
Adam,  Amri,  H.,  &  Miswan.  (2019). Sistem Monitoring Arus Dan Tegangan Menggunakan SMS  Gateway .  Jurnal  Multitek  Indonesia  Vol. 13,  No.  1,  Bengkalis:  Jurusan  Teknik  Elektro Politeknik Negeri Bengkalis.
Artiyasa,  M.,  Nita  Rostini,  A.,  Edwinanto,  &  Anggy Pradifta  Junfithrana.  (2021). Aplikasi  Smart Home  Node  Mcu  Iot  Untuk  Blynk. Jurnal Rekayasa  Teknologi  Nusa  Putra  Vo.  7,  No.  1, Sukabumi:  Program  Studi  Teknik  Elektro Universitas Nusa Putra.
Fitriyah,  Q.,  &  Putr,  T.  V.  (2020,  December).
Pemanfaatan  Aplikasi  Blynk  Sebagai  Alat Bantu Monitoring Energi Listrik Pada Kulkas 1 Pintu.  In  Prosiding  Seminar  Nasional  NCIET (Vol. 1, No. 1, pp. 84-92).
Huda, M. B. R., & Kurniawan, W. D. (2022). Analisa Sistem Pengendalian Temperatur Menggunakan  Sensor  DS18B20  Berbasis Mikrokontroler  Arduino.  Jurnal  Rekayasa Mesin, 7(02), 18-23. Muharam, F. A. (2024). PERANCANGAN PROTOTYPE  SISTEM  KONTROL  DAN MONITORING PERALATAN LISTRIK PADA RUMAH TANGGA MENGGUNAKAN  SENSOR  PZEM-004T BERBASIS  INTERNET  OF  THINGS  (IOT).
Jurnal  Online  Mahasiswa  (JOM)  Bidang Teknik Elektro, 1(1).
Sandi,  R.  A.,  Turahyo,  T.,  &  AbdulZain,  A.  (2020).
Rancang Bangun Sistem Monitoring Transformator Daya Secara  Wireless Berbasis Mikrokontroler. Jurnal  Nasional  Komputasi Dan  Teknologi  Informasi  Vol.  3,  No.  3, Bontang:  Program  Studi  Teknik  Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Bontang.
Soedjarwanto, N., & Nama,  G. F. (2019). Monitoring Arus,  Tegangan  dan  Daya  pada  Transformator Distribusi  20  KV  Menggunakan  Teknologi Internet of Things. Jurnal EECCIS , 13 (3).
Suprapto, D. E. (2019). Monitoring Temperatur Trafo Distribusi  220V  Dengan  Arduino  Berbasis IOT .  Jurnal  Inovtek  Polbeng Vol.  9,  No.  1, Malang:  Jurusan  Teknik  Elektro  Universitas Negeri Malang.
Syhari, A., & Bintoro, A. (2023). Monitoring dan Controling Daya Berbasis Arduino Uno Menggunakan Sensor PZEM-004T. Jurnal Energi Elektrik, 12(1), 43-51. Widyatmika,  I.  P.  A.  W.,  Indrawati,  N.  P.  A.  W., Prastya, I. W. W. A.,  Darminta, I. K., Sangka, I.,  &  Sapteka,  A.  A.  N.  G.  (2021). Perbandingan Kinerja Arduino Uno dan ESP32
Terhadap  Pengukuran  Arus  dan  Tegangan.
Jurnal  Otomasi  Kontrol  dan  Instrumentasi, 13(1), 35-47. Zuhal.  (2000). Dasar  Tenaga  Listrik  Dan  Elektonika Daya . Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Zulfitra. (2022). Rancang Bangun Prototype
Monitoring  Ketidakseimbangan  Beban  Pada Transformator  Distribusi  Berbasis  Internet  Of Things .  Skripsi.  Tidak  dipublikasikan.  Medan: Universitas Medan Area.